Система для повышения эффективности сна пользователя
Группа изобретений относится к медицинской технике. Система для повышения эффективности сна пользователя содержит устройство обработки сигналов электропроводности кожи и интерфейс для предоставления пользователю рекомендации подготовки ко сну на основании эмоционального состояния пользователя. При этом сегментируют сигнал данных электропроводности кожи на множество интервалов. Обнаруживают пики в сигнале. Вычисляют сумму амплитуд нарастающих фронтов обнаруженных пиков для каждого интервала. Классифицируют пользователя как находящегося в некотором эмоциональном состоянии на основании нестационарного поведения суммы амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала в течение дня. Пользователя классифицируют как находящегося в болезненно утомленном состоянии, когда сумма амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала увеличивается в течение дня. Пользователя классифицируют как находящегося в нормально утомленном состоянии, когда сумма амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала уменьшается в течение дня. Классификация основана на сравнении суммы амплитуд нарастающих фронтов интервалов в начале дня с суммой амплитуд нарастающих фронтов интервалов в конце дня. Обеспечиваются устройство и система, которые помогают пользователю иметь эффективный спокойный сон. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 10 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к системе для повышения эффективности сна пользователя. Настоящее изобретение дополнительно относится к устройству обработки сигнала и способу для обработки данных электропроводности кожи пользователя, а также к соответствующей компьютерной программе, реализующей такой способ.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно сообщениям, нарушения сна превалируют среди 10-33 процентов населения, как описано в «Sleep: A Comprehensive Handbook», Lee-Chiong, John Wiley & Sons, Hoboken, NJ, USA, 2005. Недосыпание может нарушать работоспособность и повышать риск ошибок и травм работников.
В данном контексте, документ WO 2015/054134 A1 раскрывает систему регулирования и контроля усталости. Система содержит необструктивный датчик сна, чтобы формировать объективные показатели сна пользователя. На основании упомянутых показателей сна, система определяет состояние усталости пользователя. Предложено то, что система действует как персональный анализатор усталости и сна, способный обеспечивать субъекту индивидуальное и научно обоснованное время «отхода ко сну», которое будет максимально удлинять сон и минимизировать усталость с целью улучшения здоровья и работоспособности.
Документ WO 2015/082231 A2 раскрывает процессор для обработки данных электропроводности кожи и устройство для обнаружения по меньшей мере одной стадии синдрома переутомления и/или хронической усталости живого существа.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является обеспечение системы, которая помогает пользователю иметь эффективный спокойный сон. Дополнительной целью является обеспечение устройства и способа обработки сигналов, которые делают возможной такую систему.
В первом аспекте настоящего изобретения представлено устройство обработки сигналов для обработки данных электропроводности кожи пользователя, которое содержит блок ввода для приема сигнала данных электропроводности кожи, указывающего электропроводность кожи пользователя; блок сегментации для сегментации сигнала данных электропроводности кожи на множество интервалов; блок обнаружения пиков для обнаружения пиков в сигнале данных электропроводности кожи; вычислительный блок для вычисления суммы амплитуд нарастающих фронтов обнаруженных пиков для каждого интервала; блок анализа, выполненный с возможностью классификации пользователя как находящегося в некотором эмоциональном состоянии на основании неустойчивого поведения упомянутых сумм амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала в течение дня, при этом блок анализа выполнен с возможностью классификации пользователя как находящегося в «болезненно утомленном» состоянии, когда сумма амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала увеличивается в течение дня; и/или классификации пользователя как находящегося в «нормально утомленном» состоянии, когда сумма амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала уменьшается в течение дня; и блок вывода, выполненный с возможностью вывода выходного сигнала, указывающего упомянутое эмоциональное состояние.
В дополнительном аспекте настоящего изобретения представлена система для повышения эффективности сна пользователя, которая содержит вышеупомянутое устройство обработки сигналов для обработки данных электропроводности кожи и интерфейс для предоставления пользователю рекомендации подготовки ко сну на основании эмоционального состояния пользователя.
В дополнительном аспекте настоящего изобретения представлен способ, в частности, компьютерно-реализуемый способ, для обработки данных электропроводности кожи пользователя, при этом способ содержит этапы: получения сигнала данных электропроводности кожи, указывающего электропроводность кожи пользователя; сегментации сигнала данных электропроводности кожи на множество интервалов; обнаружения пиков в сигнале данных электропроводности кожи; вычисления суммы амплитуд нарастающих фронтов обнаруженных пиков для каждого интервала; классификации пользователя по эмоциональному состоянию на основании нестационарного поведения упомянутых сумм амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала в течение дня, при этом пользователь классифицируется как находящийся в «болезненно утомленном» состоянии, когда сумма амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала увеличивается в течение дня; и/или как находящийся в «нормально утомленном» состоянии, когда сумма амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала уменьшается течение дня.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения определяются в зависимых пунктах формулы изобретения. Следует понимать, что заявленные система, способ и компьютерная программа могут иметь аналогичные и/или идентичные предпочтительные варианты осуществления, как и заявленное устройство, и как определено в зависимых пунктах формулы изобретения.
После напряженного и/или эмоционального дня часто трудно уснуть. Следовательно, даже при раннем укладывании в постель, например, во время, предложенное в WO 2015/054134 A1, человек может оставаться бодрствующим в течение некоторого времени, и, когда, наконец, засыпает, может не достигнуть уровня эффективного спокойного сна.
Авторы настоящего изобретения, таким образом, определили, что существует потребность в сокращении времени наступления сна, оптимизации качества сна и продолжительности спокойного сна. Решение, представленное в настоящей заявке, обеспечивает устройство обработки сигналов, которое классифицирует пользователя как находящегося в первом эмоциональном состоянии, называемом болезненно утомленным состоянием, и/или во втором эмоциональном состоянии, называемом нормально утомленным состоянием, на основании данных электропроводности кожи пользователя. На основании этих выходных данных устройства обработки сигналов, предложенная система для повышения эффективности сна пользователя может предоставлять пользователю соответствующую рекомендацию подготовки ко сну, имеющую целью подготовку пользователя к быстрому засыпанию и, предпочтительно, обеспечению периода сна, содержащего стадии глубокого сна. Рекомендация подготовки ко сну может также называться рекомендацией расслабления или рекомендацией приготовления ко сну. После надлежащего приготовления ко сну или расслабления, время наступления сна сокращается настолько, что пользователь может быстро достигнуть эффективного спокойного сна. Таким образом, предлагаемое решение способствует приготовлению ко сну пользователя на основании характера или типа эмоционального состояния. Предложенная система может также именоваться консультативной или системой обучения приготовлению ко сну или поведению перед сном, которая помогает пользователю сократить время наступления сна, оптимизировать качество сна и/или длительность сна.
Предложенное устройство обработки сигналов содержит блок ввода для приема сигнала данных электропроводности кожи, указывающего электропроводность кожи пользователя. Сигнал данных электропроводности кожи можно считать выходным сигналом датчика электропроводности кожи, приложенного к пользователю. Преимущество измерения электропроводности кожи состоит в том, что, в противоположность измерению на основе ЭЭГ (электроэнцефалограммы), для которого на голове пользователя требуется располагать электроды, это измерение является неназойливым. Измерение электропроводности кожи можно также именовать измерением гальванической электропроводности кожи (GSR) или измерением электродермальной активности (EDA). Датчик электропроводности кожи может быть, в основном, носимым всех местах тела. Психологически обусловленное потоотделение может происходить по всему телу, как указано авторами Machado-Moreira et al., «Sudomotor responses from glabrous and non-glabrous skin during cognitive and painful stimulations following passive heating», Acta Physiol, 204, 571-581, 2012. Датчики электропроводности кожи являются хорошим средством для обнаружения изменений потоотделения. Электропроводность повышается, когда происходят реакции потоотделения, поскольку пот содержит ионы, делающие его электропроводящей средой. Датчик электропроводности кожи можно легко прикреплять к пользователю, например, как составную часть часов, отдельный браслет или нательный датчик в виде ремня.
Блок сегментации выполнен с возможностью сегментации сигнала данных электропроводности кожи на множество интервалов. В контексте настоящего описания, интервал может относиться к временному сегменту, единице времени или периоду времени. Таким образом, блок сегментации может делить принимаемый сигнал электропроводности кожи на временные сегменты для последующего анализа. Блок обнаружения пиков выполнен с возможностью обнаружения пиков в принимаемом сигнале электропроводности кожи. Способы обнаружения пиков, по существу, широко известны в технике. Например, пик может относиться к локальному максимуму, в частности, локальному максимуму, который превышает предварительно заданный порог. Установлено, что пик в сигнале электропроводности кожи может характеризовать реакцию на эмоциональный стимул. Высота пика, в свою очередь, может характеризовать силу реакции на стимул. Пик, который определен блоком обнаружения пиков, может также именоваться кожно-гальванической реакцией (SCR). Вычислительный блок выполнен с возможностью вычисления соответствующих сумм амплитуд нарастающих фронтов обнаруженных пиков для каждого интервала. Другими словами, для каждого интервала, высоты нарастающих фронтов определяемых пиков можно складывать, чтобы получать суммарное значение для каждого интервала. Предпочтительно, высоты определяются относительно среднего значения, в частности, скользящего среднего, принимаемого сигнала данных электропроводности кожи, которое можно именовать уровнем электропроводности кожи (SCL). Высоты или амплитуды нарастающих фронтов можно также определять относительно базисной линии сигнала данных электропроводности кожи. Базисная линия может относиться к сигналу данных электропроводности кожи после исключения пиков. Таким образом, термин амплитуда нарастающего фронта может относиться к разности между значением сигнала данных электропроводности кожи в соответствующем пике в качестве верхнего значения и базисной линией или средним значением сигнала данных электропроводности кожи в качестве нижнего значения. Таким образом, сумма амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала или совокупные высоты нарастающих фронтов для каждого интервала могут, таким образом, указывать совокупную эмоциональную нагрузку, испытываемую пользователем в упомянутом интервале.
Блок анализа, в свою очередь, оценивает нестационарное поведение соответствующих сумм амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала в течение дня. Нестационарное поведение характеризует то, как сумма амплитуд нарастающих фронтов изменяется со временем в течение дня. Другими словами, нестационарное поведение характеризует изменение суммы амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала с течением времени. Блок анализа проводит различие между по меньшей мере двумя шаблонами утомления. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что, на основании изменения восприимчивости к стрессорам с течением времени, можно определять разные шаблоны эмоционального утомления. Первый тип шаблона утомления, именуемый «болезненно утомленным» состоянием, характеризуется более сильной реакцией на стрессоры, а второй тип шаблона утомления, именуемый «нормально утомленным» состоянием, характеризуется ослабленной реакцией на стрессоры. Установлено, что данные состояния могут различаться блоком анализа, при этом блок анализа выполнен с возможностью классификации пользователя, как находящегося в «болезненно утомленном» состоянии, когда сумма амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала увеличивается в течение дня; и/или классификации пользователя как находящегося в «нормально утомленном» состоянии, когда сумма амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала уменьшается в течение дня.
В частности, установлено, что, в болезненно утомленном состоянии, увеличение высот пиков характеристики электропроводности кожи указывает на более сильную эмоциональную реакцию на стимулы. Субъект, находящийся в данном состоянии усталости, может быть обречен на большую чувствительность к тому, что происходит с ним. Как правило, такая повышенная чувствительность приводит к более раздражительному настроению. Небольшие раздражители могут вызывать сильные вспышки гнева. Повышенная эмоциональная реакция на стимулы может находить свою причину в неспособности мобилизовать верхне-нижние префронтальные области коры, участвующие в регуляции эмоций. Установлено, что вызывать такую мобилизацию могут только трудная задача на внимание и непростые задачи на умственную деятельность. Кроме того, воздействие отрицательных эмоциональных триггеров может вызывать умственное или эмоциональное утомление данного типа.
Напротив, второй шаблон утомления можно считать указывающим ослабленную реакцию на стимулы. Особенно такой эффект следует ожидать во время решения обычных задач. Благодаря секретируемому кортизолу, вызываемому последующими стрессорами, восприимчивость к стрессорам ослабляется. Прекращение реагирования на новые стрессоры вследствие такого гормонального ответа, что можно также считать гиперсомнией или сонливостью, очень полезно. Поэтому данный тип состояния, таким образом, обозначен как «нормально утомленный».
В варианте осуществления блок анализа может быть дополнительно выполнен с возможностью классификации пользователя как находящегося в «неутомленном» состоянии, когда сумма амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала остается постоянной в течение дня и превышает первый порог; и/или классификации пользователя как находящегося в «недостаточно стимулированном» состоянии пользователя, когда сумма амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала остается ниже упомянутого первого порога в течение дня. Если восприимчивость к стрессорам остается более или менее одинаковой в течение всего дня, то пользователь, очевидно, был в состоянии сбалансированно справляться с эмоциями. Следовательно, данное эмоциональное состояние в конце дня можно обозначить как «неутомленное». Однако, когда восприимчивость к стрессорам была ниже первого порога на протяжении всего дня, пользователя можно рассматривать, как недостаточно стимулированного или даже скучавшим. Следовательно, данное состояние можно обозначить как «недостаточно стимулированное». Следовательно, в соответствии с данным вариантом осуществления, блок анализа может быть выполнен с возможностью анализа данных электропроводности кожи и классификации эмоционального состояния пользователя на основании измеренных данных электропроводности кожи как одно или более из недостаточно стимулированного состояния, неутомленного состояния, нормально утомленного состояния и болезненно утомленного состояния. Необязательно, высокий средний уровень электропроводности кожи или уровень электропроводности кожи выше второго порога также можно использовать для распознавания нормально утомленного состояния, например, для субъекта, находящегося в недостаточно стимулированном состоянии или в окружающей обстановке со слабыми эмоциональными стимулами. Установлено, что окружающая обстановка со слабыми эмоциональными стимулами приводит, в результате, к низкой сумме амплитуд нарастающих фронтов, но может также приводить к значительному снижению уровня электропроводности кожи. Относительно нормально утомленного состояния, установлено, что, если восприимчивость субъекта к стрессорам сильно ослаблена в результате утомления, то большее усилие для выполнения им своих задач может приводить к усилению потоотделения и, таким образом, повышению уровня электропроводности кожи. Следовательно, в дополнение к или в качестве альтернативы классификации пользователя как находящегося в нормально утомленном состоянии, когда сумма амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала уменьшается в течение дня, блок анализа может быть выполнен с возможностью классификации пользователя как находящегося в нормально утомленном состоянии, когда среднее или базисное значение сигнала данных электропроводности кожи для каждого интервала повышается в течение дня. Среднее значение для каждого интервала можно брать в качестве дискриминирующего параметра, когда реакции электропроводности кожи (почти) отсутствуют. Базисное значение может относиться к сигналу данных электропроводности кожи после исключения пиков. На основании того, в каком из вышеупомянутых состояний находится субъект, например, в недостаточно стимулированном состоянии, неутомленном состоянии, нормально утомленном состоянии и болезненно утомленном состоянии, система повышения качества сна в конце активного времени дня вычисляет рекомендацию по оптимизации эффективности сна.
В варианте осуществления сигнал данных электропроводности кожи характеризует измерение электропроводности кожи пользователя на протяжении всего дня. Предпочтительно, устройство обработки сигналов оценивает запись сигнала в течение всего дня для данных электропроводности кожи активного времени дня. Например, сигнал электропроводности кожи получают в то время, когда пользователь носит датчик электропроводности кожи подобный часам или интеллектуальные часы, в частности в дневное время. Преимущество состоит в том, что, в данном случае, ночью не требуется ношения никакого сенсорного устройства, следовательно, никакое подобное устройство не мешает пользователю в ночное время.
В варианте осуществления блок анализа выполнен с возможностью классификации пользователя как находящегося в упомянутом эмоциональном состоянии на основании сравнения суммы амплитуд нарастающих фронтов одного или более интервалов в начале дня с суммой амплитуд нарастающих фронтов одного или более интервалов в конце дня. Таким образом, возможна также оценка только некоторых интервалов дня. Посредством сравнения одного или более интервалов начала дня с одним или более интервалами конца дня можно получать искомое сравнение того, как суммы амплитуд нарастающих фронтов изменяются со временем в течение дня. Например, первый интервал можно измерить в начале рабочего дня, и второй интервал можно измерить в конце рабочего дня. Преимущество данного варианта осуществления состоит в сниженном потреблении мощности, так как компоненты системы можно выключать или устанавливать в энергосберегающий режим между интервалами, используемыми для классификации.
В варианте осуществления интервал может иметь длительность от 10 до 90 минут, предпочтительно от 20 до 60 минут, предпочтительно от 25 до 45 минут, предпочтительно, длительность 30 минут. Например, сигнал данных электропроводности кожи сегментируется на множественные, предпочтительно неперекрывающиеся интервалы длительностью около 30 минут. Преимущество этих длительностей интервалов состоит в том, что они обеспечивают достаточный эффект усреднения, но, в то же время, обеспечивают анализ нестационарного поведения или изменения сумм амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала в течение периода нескольких часов, таким образом, в течение периода, который охватывает несколько интервалов.
В варианте осуществления система для повышения эффективности сна пользователя дополнительно содержит датчик электропроводности кожи для измерения данных электропроводности кожи пользователя. Датчик электропроводности кожи может содержать по меньшей мере два электрода, выполненных с возможностью наложения на поверхность кожи, и электронные схемы для измерения проводимости и/или сопротивления между упомянутыми по меньшей мере двумя электродами. В качестве альтернативы или дополнительно, устройство обработки сигналов системы для повышения эффективности сна может также принимать сигнал данных электропроводности кожи из базы данных, в которой был сохранен сигнал электропроводности кожи. В частности, следует понимать, что предложенная система может быть также реализована как распределенная система, в которой датчик электропроводности кожи, устройство обработки и/или интерфейс для предоставления пользователю рекомендации подготовки ко сну не обязательно реализованы как один физический объект.
В варианте осуществления система для повышения эффективности сна пользователя, по меньшей мере, частично выполнена как носимое устройство. В контексте настоящего описания, термин носимое устройство может относиться, в частности, к интеллектуальным часам, смартфону, браслету, поясу для крепления датчиков на груди, трекеру деятельности и тому подобному. Носимое устройство предпочтительно содержит датчик электропроводности кожи, выполненный с возможностью контакта с кожей пользователя, при ношении пользователем.
В варианте осуществления система для повышения эффективности сна пользователя дополнительно выполнена с возможностью предоставления пользователю упомянутой рекомендации подготовки ко сну за предварительно заданный временной интервал до времени отхода ко сну, предпочтительно, в конце дня, предпочтительно, за несколько часов перед сном. Преимущество данного варианта осуществления состоит в том, что пользователь может принять обоснованное решение, например, о том, сколько времени, видимо, потребуется для надлежащего приготовления ко сну или расслабления, и соответственно планировать остаток дня. Время отхода ко сну может быть обеспечено пользователем, например, посредством пользовательского интерфейса, может быть получено из расписания или может быть рекомендованным временем «отхода ко сну», предложенным в WO 2015/054134 A1.
В варианте осуществления рекомендация подготовки ко сну содержит одно или более из периода слабых стимулов, релаксирующей деятельности, физической активности, успокаивающей музыки, предложения ароматных запахов, приглушенного освещения и/или освещения, имеющего низкую цветовую температуру. Таким образом, предоставляемая рекомендация подготовки ко сну предпочтительно может поддерживать процесс понижения стрессоиндуцированного кортизола. Кроме того, рекомендация подготовки ко сну может быть разработана с возможностью стимуляции продуцирования мелатонина. Вследствие этого, пользователь может быстрее засыпать и иметь эффективный спокойный сон. Предпочтительно, рекомендация подготовки ко сну может быть задана в соответствии с предпочтениями пользователя. Следует отметить, что рекомендация подготовки ко сну может представляться в разных формах. Например, рекомендация подготовки ко сну может представляться пользователю в форме рекомендации на пользовательском интерфейсе, например, на дисплее смартфона пользователя в форме рекомендуемого действия. Однако рекомендация подготовки ко сну может также представляться пользователю непосредственно таким образом, чтобы система для повышения эффективности сна управляла одним или более внешними объектами.
В варианте осуществления система для повышения эффективности сна пользователя может быть, таким образом, дополнительно выполнена с возможностью управления одним или более из источника света, блока аудио и/или дозатором ароматизирующего вещества на основании эмоционального состояния пользователя. Например, источник света можно приглушать на основании эмоционального состояния пользователя в соответствии с рекомендацией подготовки ко сну по обеспечению приглушенного света. Установлено, что расслабление или приготовление ко сну может происходить, предпочтительно, в окружающей обстановке с приглушенным светом, предпочтительно, ниже 250 люксов, и/или в окружающей обстановке с освещением, имеющим низкую цветовую температуру, предпочтительно, ниже 2700 K, в частности, в окружающей обстановке, в которой синий свет в диапазоне, например, 460-480 нм фактически отсутствует, и/или в окружающей обстановке с освещением, имеющим спектр с низкой интенсивностью около длины волны 480 нм. Дополнительно установлено, что расслабление может происходить, предпочтительно, когда пользователю предоставляются ароматные запахи, например, лавандина, лаванды и/или валерианы. Следовательно, пользователю может предоставляться соответствующая рекомендация. Преимущество данного варианта осуществления состоит в том, что процесс расслабления или приготовления ко сну может быть автоматически управляемым системой, например, система соответственно управляет освещением таким образом, чтобы пользователь мог автоматически подготавливаться к спокойной ночи. Можно также обеспечить одно или более таких средств, которые поддерживают расслабление, например, ароматные запахи, звук или регулировку освещения, на подсознательном уровне. Преимущество данного подхода состоит в том, что расслабление или приготовление ко сну пользователя может поддерживаться без вызова ощущения понуждения к расслаблению.
В варианте осуществления системы для повышения эффективности сна пользователя упомянутая рекомендация подготовки ко сну содержит длительность рекомендуемого периода расслабления или приготовления ко сну, при этом длительность периода расслабления определяется на основании эмоционального состояния пользователя. В частности, продолжительность или длительность периода расслабления или приготовления ко сну задается временем, которое требуется, чтобы эмоционально индуцированный кортизол был выведен из тела. Например, если блок анализа классифицировал пользователя как «болезненно утомленного», то система может рекомендовать период расслабления 2 часа перед сном, а если блок анализа классифицировал пользователя как «нормально утомленного», то может быть достаточен период расслабления 30 минут или менее. Преимущество данного варианта осуществления состоит в том, что период расслабления устанавливается соответственно фактическим потребностям пользователя.
В варианте осуществления система для повышения эффективности сна пользователя может дополнительно содержать датчик оценки сна, и система может быть выполнена с возможностью коррекции рекомендации подготовки ко сну на основании сигнала обратной связи из упомянутого датчика оценки сна. Датчик оценки сна может контролировать субъект во время его сна. Следовательно, возможно получение дополнительной информации, например, длительности сна, стадий сна, в частности, что касается продолжительности и количества стадий глубокого сна и числа перерывов сна. Как оказалось, стадии глубокого сна являются самыми освежающими. Примерные устройства, которые можно применить как датчик оценки сна, включают в себя, но без ограничения, браслетный дискретный индикатор напряжения Philips Discreet Tension Indicator и дополнительные устройства, выполненные по технологии носимых датчиков Philips WeST. Таким образом, преимущество данного варианта осуществления состоит в том, что датчик оценки сна может обеспечивать обратную связь по эффективности рекомендации подготовки ко сну, ранее предоставленной пользователю. Впоследствии, система для повышения эффективности сна пользователя может корректировать свою будущую рекомендацию подготовки ко сну, которая должна быть предоставлена пользователю, на основании обратной связи. В предпочтительном варианте система для повышения эффективности сна может быть самообучающейся системой, которая адаптирует рекомендацию подготовки ко сну, например, по длительности и типу, на основании которых предоставленная рекомендация подготовки ко сну приводила бы к эффективному спокойному сну.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Эти и другие аспекты изобретения будут очевидны из пояснения со ссылкой на варианты осуществления, описанные в дальнейшем. На последующих чертежах
Фиг. 1 - схематическое представление первого варианта осуществления системы для повышения эффективности сна пользователя, которая содержит устройство обработки сигналов для обработки данных электропроводности кожи пользователя;
Фиг. 2 - дополнительный вариант осуществления системы для повышения эффективности сна пользователя;
Фиг. 3 - примерный вариант осуществления способа для обработки данных электропроводности кожи пользователя;
Фиг. 4A - примерный сигнал данных электропроводности кожи, указывающий болезненно утомленное состояние;
Фиг. 4B - примерный график сумм амплитуд нарастающих фронтов, указывающий болезненно утомленное состояние;
Фиг. 5A - примерный сигнал данных электропроводности кожи, указывающий нормально утомленное состояние;
Фиг. 5B - примерный график сумм амплитуд нарастающих фронтов, указывающих нормально утомленное состояние;
Фиг. 6 - примерный график сумм амплитуд нарастающих фронтов, указывающих неутомленном состояние;
Фиг. 7 - примерный график сумм амплитуд нарастающих фронтов, указывающих недостаточно стимулированное состояние;
Фиг. 8 - схематическое представление варианта осуществления носимого устройства, содержащего датчик электропроводности кожи;
Фиг. 9 - второе схематическое представление варианта осуществления носимого устройства, содержащего датчик электропроводности кожи; и
Фиг. 10 - примерная блок-схема последовательности операций концептуального процесса для повышения эффективности сна пользователя.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фиг. 1 схематически представляет первый вариант осуществления системы 1 для повышения эффективности сна пользователя. В данном варианте осуществления система 1 содержит устройство 10 обработки сигналов для обработки данных электропроводности кожи пользователя, датчик 21 электропроводности кожи для измерения данных электропроводности кожи пользователя и интерфейс 31 для предоставления пользователю рекомендации подготовки ко сну на основании эмоционального состояния пользователя. Способ 100 обработки, соответствующий устройству 10 обработки сигналов, показанному на фиг. 1, изображен на фиг. 3.
Количественная оценка кумулятивного физического и/или эмоционального влияния активной части дня стала теперь возможной благодаря появлению носимых датчиков. Например, физическое влияние можно надежно измерять таким устройством, как кольцо Philips Directlife. Количественная оценка эмоционального влияния, в частности, активной части дня, стала возможной благодаря появлению носимых датчиков электропроводности кожи, например, браслетного индикатора Philips Discreet Tension Indicator. Браслетный Discreet Tension Indicator (DTI-2) описан в публикации Ouwerkerk, M. et al.: «Wireless multi sensor bracelet with discreet feedback», Proceedings of the 4th Conference on Wireless Health, p. 6, 2013., которая включена в настоящую заявку путем отсылки.
Как показано на фиг. 1, устройство 10 обработки сигналов в соответствии с аспектом настоящего изобретения содержит блок 11 ввода для приема сигнала данных электропроводности кожи, характеризующего электропроводность кожи пользователя; блок 12 сегментации для сегментации сигнала данных электропроводности кожи на множество интервалов; блок обнаружения пиков 13 для обнаружения пиков в сигнале данных электропроводности кожи; вычислительный блок 14 для вычисления суммы амплитуд нарастающих фронтов обнаруженных пиков для каждого интервала; блок 15 анализа, выполненный с возможностью классификации пользователя как находящегося в некотором эмоциональном состоянии на основании нестационарного поведения упомянутых сумм амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала в течение дня. В предпочтительном варианте блок анализа дополнительно выполнен с возможностью классификации пользователя как находящегося в болезненно утомленном состоянии, когда сумма амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала увеличивается в течение дня; и/или классификации пользователя как находящегося в нормально утомленном состоянии, когда сумма амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала уменьшается в течение дня. Устройство 10 обработки предпочтительно дополнительно содержит блок 16 вывода, выполненный с возможностью вывода выходного сигнала, указывающего упомянутое эмоциональное состояние.
В качестве альтернативы или в дополнение к датчику 21 электропроводности кожи, сигнал данных электропроводности кожи может также подаваться в устройство 10 обработки сигналов из первой базы данных 22.
Соответственно, в качестве альтернативы или в дополнение к интерфейсу 31, выходной сигнал блока 10 обработки сигналов, указывающий эмоциональное состояние, может также подаваться во вторую базу данных 32. Первая база данных 22 и вторая база данных 32 могут также относиться к одной и той же базе данных.
Фиг. 2 изображает предпочтительный вариант осуществления системы 1 для повышения эффективности сна пользователя 2. В данном примере, система 1 реализована как распределенная система, содержащая носимое устройство 20, устройство 10 обработки сигналов и устройство 30 пользовательского интерфейса, например, смартфон. Следовательно, система не обязательно реализуется в форме одного физического объекта. Вместо этого, устройства могут характеризоваться интерфейсами проводной или беспроводной связи для взаимной связности, как указано облаком 40 и, тем самым, быть выполненными с возможностью совместной работы как система 1 для повышения эффективности сна пользователя 2.
В показанном варианте осуществления носимое устройство 20 является браслетом, содержащим датчик 21 электропроводности кожи для измерения электропроводности кожи пользователя 2. Например, носимое устройство 20 может быть браслетным индикатором Philips Discreet Tension Indicator. Соответствующее подробно описано ниже дополнительно со ссылкой на фиг. 8.
Как показано на фиг. 2, интерфейс 31 для предоставления пользователю 2 рекомендации подготовки ко сну реализован посредством смартфона 30 пользователя 2. Преимущество данного варианта осуществления состоит в том, что от пользователя не требуется носить дополнительное устройство, и можно воспользоваться высококачественным интерфейсом смартфона. Например, в смартфоне 30 можно обеспечить приложение в качестве интерфейса 31 для предоставления пользователю рекомендации подготовки ко сну.
Следует отметить, что функции устройства 10 обработки данных могут быть реализованы специализированным аппаратным элементом или облачным сервисом. Преимущество такого варианта осуществления состоит в том, что потенциально сложные вычисления не должны выполняться в мобильном устройстве с ограниченными производительностью и источником питания. В качестве альтернативы, устройство 10 обработки данных может также входить в состав носимого устройства 20 или смартфона 30, или устройства пользовательского интерфейса другого типа. Кроме того, все компоненты системы могут быть также реализованы всего в одном устройстве, например, интеллектуальных часах.
В предпочтительном варианте, система 1 дополнительно выполнена с возможностью управления одним или более из источника 43 света, звукового устройства 42 и/или дозатором ароматизирующего вещества на основании эмоционального состояния пользователя 2. Возможно также, чтобы рекомендация подготовки ко сну представлялась единственно посредством одного или более из таких устройств, которые могут в таком случае служить в качестве интерфейса 31 для снабжения пользователя рекомендацией подготовки ко сну.
Необязательно, носимое устройство 20 может также применяться как датчик оценки сна. Следовательно, система может быть дополнительно выполнена с возможностью коррекции рекомендации подготовки ко сну на основании сигнала обратной связи из упомянутого датчика оценки сна. Следует понимать, что, в качестве альтернативы или дополнительно, можно использовать другие датчики оценки сна.
Фиг. 3 представляет примерный вариант осуществления способа 100 для обработки данных электропроводности кожи пользователя. На первом этапе 101 получают сигнал данных электропроводности кожи, характеризующий электропроводность кожи пользователя. Получение сигнала данных электропроводности кожи может также относиться к приему сигнала данных электропроводности кожи из базы данных. На втором этапе 102, сигнал данных электропроводности кожи сегментируют или разбивают на множество интервалов. На третьем этапе 103 обнаруживают пики в сигнале данных электропроводности кожи. Следует отметить, что этапы 102 и 103 могут также выполняться в другом порядке или даже параллельно. На четвертом этапе 104 вычисляют сумму амплитуд нарастающих фронтов обнаруженных пиков для каждого интервала. На пятом этапе 105 пользователя классифицируют по эмоциональному состоянию на основании нестационарного поведения упомянутой суммы амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала в течение дня. В предпочтительном варианте пользователь классифицируется как находящийся в болезненно утомленном состоянии, когда сумма амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала увеличивается в течение дня; и/или a нормально утомленном состоянии, когда сумма амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала уменьшается в течение дня. На необязательном дополнительном этапе 106, пользователь снабжается рекомендацией подготовки ко сну на основании эмоционального состояния пользователя, определенного на этапе 105.
Фиг. 4A представляет примерный сигнал S1 данных электропроводности кожи, указывающий «болезненно утомленное» состояние пользователя к концу дня. Горизонтальная ось обозначает время t дня, а вертикальная ось обозначает электропроводность кожи SC. Единица измерения электропроводности кожи может быть задана в микросименсах [мкСм]. Сигнал S1 данных электропроводности кожи в данном варианте осуществления представляет рабочий день с приблизительно 7:30 утра до 4:00 пополудни. Данные представляют выходной сигнал датчика за полный рабочий день инспектора, проверяющего водительские удостоверения. Как можно видеть из кривой S1 электропроводности кожи, плотность пиков электропроводности кожи, например, число пиков в течение каждых 30 минут, увеличивается, а также средняя высота пиков увеличивается в конце рабочего дня.
Предлагаемое устройство обработки сигналов (10 на фиг. 1) принимает кривую S1 электропроводности кожи, показанную на фиг. 4A, в качестве входного сигнала и сегментирует сигнал на множество интервалов. Таким образом, каждый интервал представляет временной сегмент сигнала с предварительной заданной длительностью, например, 30 или 50 минут. В течение каждого интервала блок обнаружения пиков 13 обнаруживает пики в сигнале с помощью алгоритма обнаружения пиков. Число пиков можно также именовать числом кожно-гальванических реакций (SCR). Для определения как SCR, высота пика, возможно, должна превышать порог. Порог может устанавливаться в процентах от уровня электропроводности кожи (SCL), который можно рассматривать как базисную линию под SCR или базисную линию сигнала данных электропроводности кожи. В предпочтительном варианте, пороговое значение может быть от 2 до 10 процентов от SCL, например, 5 процентов от SCL. На основании порога, вычислительный блок 14 вычисляет сумму амплитуд нарастающих фронтов обнаруженных пиков для каждого интервала. Исходя из обнаруженной реакции SCR, соответствующие высоты пиков можно определять по нарастающим фронтам. Данные высоты можно также называть амплитудой нарастающего фронта обнаруженных пиков. Значение снова может измеряться в микросименсах.
В варианте осуществления, на необязательном этапе предварительной обработки, который может также выполняться устройством 10 обработки сигналов, исходный сигнал электропроводности кожи может очищаться от артефактов движения, и, необязательно, подвергаться сглаживанию для подавления высокочастотного шума, например, 50/60-Гц сетевого шума.
В примерном случае реализации обнаружения пиков можно брать первую производную от сигнала электропроводности кожи. После перехода через нуль в положительном направлении можно предположить, что произошло обнаружение наступления пика. Установлено, что реакции SCR имеют времена нарастания порядка одной секунды или более. Следовательно, последующий переход через нуль первой производной, который имеет место в течение одной секунды, нельзя считать достоверным пиком и можно отбрасывать. В ином случае, пик можно считать достоверным, и разность значений электропроводности кожи в момент перехода через нуль первой производной в положительном направлении (наступление пика) и момент следующего перехода через нуль в отрицательном направлении (вершина) можно считать амплитудой нарастающего фронта или амплитудой реакции SCR. Следует отметить, что, следовательно, длительные медленные подъемы уровня электропроводности кожи также могут включаться в суммирование амплитуд.
Фиг. 4B представляет соответствующий примерный график сумм амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала, при этом горизонтальная ось представляет номер E# интервала, и вертикальная ось представляет сумму амплитуд A нарастающих фронтов для каждого интервала. Единицей измерения по вертикальной оси снова могут быть микросименсы [мкСм]. Как показано на фиг. 4B, соответствующие суммы амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала увеличиваются в течение дня. Ввиду такого нестационарного поведения в течение дня, блок 15 анализа предложенного устройства 10 обработки сигналов классифицирует пользователя как находящегося в «болезненно утомленном» состоянии. Субъект, находящийся в данном состоянии утомления, не может не быть более чувствительным к тому, что происходит с ним. Как правило, такая повышенная чувствительность может приводить к более раздражительному настроению. Уже мелкие неприятности могут вызывать сильные вспышки гнева.
Фиг. 5A представляет второй примерный сигнал S2 данных электропроводности кожи, указывающий «нормально утомленное» состояние пользователя к концу дня. Подобно фиг. 4A, горизонтальная ось снова обозначает время t дня, а вертикальная ось обозначает электропроводность кожи SC. Сигнал S2 данных электропроводности кожи в данном варианте осуществления представляет рабочий день с приблизительно 8:30 утра до 5:00 пополудни. Данные представляют выходной сигнал датчика за полный рабочий день другого инспектора, проверяющего водительские удостоверения. Как можно видеть из кривой S1 электропроводности кожи, плотность пиков электропроводности кожи, например, число пиков в течение каждых 30 минут, уменьшается, а также средняя высота пиков уменьшается в конце рабочего дня. Установлено, что, при данной картине, реакция на эмоциональные стимулы почти пропадает по сравнению с состоянием отсутствия усталости в начале того же дня. Этапы обработки сигнала S2 данных электропроводности кожи на фиг. 5B соответствуют вышеописанным этапам обработки сигнала S1 на фиг. 5A.
Фиг. 5B представляет соответствующий примерный график сумм амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала, при этом горизонтальная ось представляет номер E# интервала, и вертикальная ось представляет сумму амплитуд A нарастающих фронтов для каждого интервала. Единицей измерения по вертикальной оси снова могут быть микросименсы [мкСм]. Как показано на фиг. 5B, соответствующие суммы амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала уменьшаются в течение дня. Ввиду такого нестационарного поведения в течение дня, блок 15 анализа предложенного устройства 10 обработки сигналов классифицирует пользователя как находящегося в «нормально утомленном» состоянии. Как описано выше, демонстрацию ослабления реакции на стрессоры в состоянии утомления можно считать абсолютно здоровой. Низкое значение первой точки на графике на фиг. 5B может объясняться тем, что субъект все еще является утомленным утром.
В варианте осуществления уменьшение суммы амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала может определяться блоком анализа, если сумма амплитуд нарастающих фронтов уменьшается на предварительно заданный процент относительно одного или более предыдущих интервалов, которые оценены. Например, уменьшение может определяться, если сумма амплитуд нарастающих фронтов уменьшается на 25% относительно среднего значения суммы амплитуд нарастающих фронтов трех предыдущих интервалов. Соответственно, увеличение суммы амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала может определяться блоком анализа, если сумма амплитуд нарастающих фронтов увеличивается на предварительно заданный процент относительно одного или более предыдущих интервалов, которые оценены. Например, увеличение может определяться, если сумма амплитуд нарастающих фронтов увеличивается на 25% относительно среднего значения суммы амплитуд нарастающих фронтов трех предыдущих интервалов. Следует понимать, что можно применить другие процентные значения или пороги.
Фиг. 6 представляет примерный график сумм амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала, указывающих неутомленное состояние. Как можно видеть из графика, значения постоянно превышают первый предварительно заданный порог Th1. Следовательно, пользователь постоянно демонстрирует восприимчивость к стрессорам. Однако, в течение дня не замечается ни особого увеличения, ни особого уменьшения. Другими словами, сумма амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала не отклоняется более, чем на второе предварительно заданное значение или процент от среднего значения сумм амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала. Ввиду данного стабильного поведения в течение дня и ввиду того, что сумма для каждого интервала превышает первый порог, блок 15 анализа предложенного устройства 10 обработки сигналов классифицирует пользователя как находящегося в «неутомленном» состоянии.
Фиг. 7 представляет примерных график сумм амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала, указывающих недостаточно стимулированное состояние. Как можно видеть из графика, значения остаются постоянно ниже первого предварительно заданного порога Th1. Следовательно, пользователь постоянно демонстрирует отсутствие сколько-нибудь значительной восприимчивости к стрессорам. Ввиду того, что сумма амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала остается ниже первого порога, блок 15 анализа предложенного устройства 10 обработки сигналов классифицирует пользователя как находящегося в «недостаточно стимулированном» состоянии. Дополнительно или в качестве альтернативы, блок 15 анализа может быть выполнен с возможностью классификации пользователя как находящегося в недостаточно стимулированном состоянии, когда абсолютное значение уровня электропроводности кожи, в частности, среднего значения сигнала данных электропроводности кожи для каждого интервала, находится ниже второго предварительно заданного порога, предпочтительно, ниже 0,5 микросименс, в частности, имеет значение порядка 0,1 микросименс.
На фиг. 4A и фиг. 5A можно также видеть, что абсолютное значение электропроводности кожи увеличивается с течением времени. В частности, абсолютное значение может превышать вышеупомянутый второй предварительно заданный порог. Это можно объяснить тем, что от субъекта в утомленном состоянии может требоваться большее усилие для выполнения его задач, что может вызывать усиление потоотделения и, следовательно, уровня электропроводности кожи. Следовательно, блок 15 анализа может быть выполнен с возможностью классификации пользователя как находящегося в утомленном состоянии, например, нормально или болезненно утомленном, когда абсолютное значение электропроводности кожи, в частности, среднее или базисное значение сигнала данных электропроводности кожи для каждого интервала, увеличивается в течение дня. Таким образом, сигнал данных электропроводности кожи может также подаваться в блок 15 анализа непосредственно из блока 11 ввода. Никакого подобного увеличения не наблюдается для неутомленного состояния или недостаточно стимулированного состояния. В частности, окружающая обстановка со слабыми эмоциональными стимулами может приводить не только к низкой сумме амплитуд нарастающих фронтов, но также к значительному снижению абсолютного уровня электропроводности кожи.
Как также показано на фиг. 1, система 1 для повышения эффективность сна может определять рекомендацию по оптимизации эффективности сна. В варианте осуществления рекомендация может определяться блоком 10 обработки сигналов и предоставляться в форме выходного сигнала посредством его блока 16 вывода. Однако рекомендация может также определяться интерфейсом 31 для предоставления пользователю рекомендации подготовки ко сну на основании эмоционального состояния пользователя, установленного блоком 10 обработки сигналов.
Например, для болезненно утомленного состояния, перед отходом ко сну рекомендуется период приготовления ко сну или расслабления. Примерная рекомендация подготовки ко сну может содержать информацию, что, для предотвращения удлинения времени наступления сна и для увеличения количества и продолжительности стадий глубокого сна, которые особенно хорошо восстанавливают силы требуется двухчасовой период слабых эмоциональных стимулов, сопровождаемых релаксирующей деятельностью. Во время стадий глубокого сна, части головного мозга выключаются, позволяя исчезнуть слабым связям, которые сформировались в такой день между нервными клетками. Установлено, что продолжительность периода расслабления может задаваться временем, которое требуется, чтобы эмоционально индуцированный кортизол был выведен из тела. Установлено, что подготовка ко сну может эффективно происходить в окружающей обстановке с приглушенным светом, имеющим низкую цветовую температуру. Это делает возможным совпадение наступления продуцирования мелатонина со временем отхода ко сну.
Если пользователь классифицирован как «нормально утомленный», то можно рекомендовать сокращенное приготовление ко сну или расслабление, например, длительностью 30 минут. Окружающая обстановка может быть такой же как или иной, чем описанная для болезненно утомленного состояния.
Если пользователь классифицирован как «неутомленный», то, например, рекомендуется только приглушенное освещение с низкой цветовой температурой. В предпочтительном варианте, если субъект намеревается заняться работой на переносном или настольном компьютере, то можно рекомендовать использование приложения, регулирующего цветовую температуру в сторону понижения.
Если пользователь классифицирован как находящийся в «недостаточно стимулированном» состоянии, то пользователю может быть, например, дана рекомендация заняться физической деятельностью, в частности за несколько часов перед временем отхода ко сну.
Фиг. 8 представляет вид в перспективе варианта осуществления носимого устройства 80, содержащего датчик электропроводности кожи в форме браслета, носимого пользователем. Браслет содержит материальную часть 83 браслета и корпус 84. Материальная часть 83 браслета может надеваться вокруг запястья пользователя. Следует понимать, что носимое устройство 80 можно также носить надетым на любую другую подходящую часть тела, например, колено, нижнюю часть ноги или руку, где можно измерять сигнал данных электропроводности кожи.
Носимое устройство 80 может содержать, в частности, некоторые или все элементы системы 1 для повышения эффективности сна пользователя, описанной в настоящей заявке. Например, в варианте осуществления система 1 полностью может быть обеспечена в неназойливой и носимой форме. В качестве альтернативы, носимое устройство 80 может содержать только датчик 21, и другие элементы системы 1 располагаются в удаленном месте или устройстве (например, удаленном компьютере).
По меньшей мере, носимое устройство 80 содержит датчик 21 электропроводности кожи. Датчик 21 электропроводности кожи содержит электроды 81, 82 для измерения электропроводности кожи в комбинации с блоком измерения электропроводности кожи (не показанным). В варианте осуществления на фиг. 8, два электрода 81, 82 для измерения электропроводности кожи встроены в материальную часть 83 браслета. Электроды 81, 82 для измерения электропроводности кожи могут располагаться так, чтобы контактировать с ладонной стороны запястья, на которой, обычно, не так много волос, когда носимое устройство 80 надевается или носится пользователем. Тем самым можно обеспечить более точное измерение электропроводности кожи.
Блок измерения электропроводности кожи может быть выполнен с возможностью измерения электропроводности кожи пользователя между электродами 81, 82 для измерения электропроводности кожи. Электроды 81, 82 для измерения электропроводности кожи могут подключаться к блоку измерения электропроводности кожи посредством проводов, встроенных в материальную часть 83 браслета. В частности, блок измерения электропроводности кожи или датчик может содержать генератор напряжения для приложения напряжения между, по меньшей мере, двумя электродами для измерения электропроводности кожи, измерительный блок для измерения тока между, по меньшей мере, двумя электродами и/или вычислительный блок для вычисления электропроводности кожи по измеренному току. Измеренная электропроводность кожи с течением времени формирует данные (или кривую) электропроводности кожи. Данные (или кривая) электропроводности кожи могут(может), например, сохраняться в памяти носимого устройства 80 или передаваться (например, беспроводным способом) во внешний блок с использованием (беспроводного) передатчика.
Блок измерения электропроводности кожи и/или устройство 10 обработки сигналов может быть встроенным в корпус 84 носимого устройства 80. Носимое устройство 80 может дополнительно содержать передатчик для беспроводной передачи данных по беспроводному каналу связи, например, данные электропроводности кожи или выходной сигнал, указывающий эмоциональное состояние, установленное устройством 10 обработки сигналов.
Кроме того, в носимое устройство 80 может быть встроен интерфейс 31 для предоставления пользователю рекомендации подготовки ко сну на основании эмоционального состояния пользователя, например, в форме оптического сигнального элемента (например, мигающего СД или другого сигнала на экране), излучателя звукового сигнала, излучающего звуковой предупредительный сигнал, и/или блока тактильной обратной связи. В качестве альтернативы, как показано на фиг. 2, интерфейс 31 может быть отдельной частью или таким устройством, как смартфон 30, компьютер или другое электронное устройство, в которое устройство 10 обработки сигналов может передавать информацию. Например, в носимом устройстве может содержаться встроенный приемопередатчик стандарта Bluetooth.
Носимое устройство может также иметь разные формы. Например, оно может иметь форму нательного бандажа, носимого пользователем, или оно может быть портативным и может пристегиваться к ремню пользователя, или оно может быть реализовано в форме липкой аппликации или даже гибкой ленты, которая может приклеиваться к части тела пользователя.
Фиг. 9 является вторым схематическим представлением варианта осуществления носимого устройства 80, содержащего датчик 21 электропроводности кожи. В данном варианте осуществления электроды 81, 82 датчика электропроводности кожи 21 вмонтированы в корпус 84, например, интеллектуальных часов и больше не находятся на ремешке, как показано на фиг. 8.
Фиг. 10 является примерной блок-схемой последовательности операций концептуального процесса для повышения эффективности сна пользователя. В данном варианте осуществления устройство обработки сигналов может быть смартфоном, содержащим средство программного кода для выдачи смартфону назначения выполнять этапы способа обработки сигналов. Например, может быть предусмотрено тренировочное приложение, предназначенное для подготовки субъекта к быстрому засыпанию и, предпочтительно, обеспечению периода сна, содержащего стадии глубокого сна.
В данном варианте осуществления данные электропроводности кожи могут предоставляться базой данных 22 или, например, внешним устройством датчика электропроводности кожи, который связан со смартфоном линией Bluetooth. На необязательном этапе 91, данные электропроводности кожи могут проверяться, и/или возможно выполнение калибровки. Дополнительный необязательный этап 92 в форме взаимодействия с пользователем запускает, например, выполнение приложения, запускает обработку данных электропроводности кожи пользователя. В качестве альтернативы, обработка может автоматически начинаться в предварительно заданное время или, например, когда данные электропроводности кожи пользователя становятся доступными. На следующем этапе 93 выполняется предложенный способ для обработки данных электропроводности кожи пользователя. Например, пользователь может классифицироваться как находящийся в одном из четырех эмоциональных состояний: недостаточно стимулированном, неутомленном, нормально утомленном или болезненно утомленном. На основании классификации, приложение может передавать пользователю уведомление об эмоциональном состоянии на этапе 94. На необязательном этапе 95 может оцениваться готовность пользователя ко сну. Если определено, что пользователь готов к отходу ко сну, то пользователю может предоставляться соответствующее сообщение на этапе 96. В качестве альтернативы, если пользователь еще не готов отойти ко сну, то приложение может выдать пользователю уведомление, содержащее предложение по действиям для пользователя с целью приготовления ко сну на этапе 97. Необязательно, процесс может повторяться, например, через предварительно заданное время 98 ожидания. В предпочтительном варианте могут учитываться дополнительные данные электропроводности кожи, например, из другого интервала, имеющего длительность, например, 30 минут.
Необязательно, устройство 10 обработки данных может быть выполнено с возможностью контроля эффективности приготовления ко сну или расслабления. Например, блок анализа 15 может быть дополнительно выполнен с возможностью контроля нестационарного поведения суммы амплитуд нарастающих фронтов в единицу времени во время приготовления ко сну. Уменьшение суммы амплитуд нарастающих фронтов в единицу времени может указывать на ослабление реакций или даже отсутствие реакций на стрессоры, что можно считать показателем успешного расслабления.
Хотя настоящее изобретение подробно представлено на чертежах и охарактеризовано в вышеприведенном описании, упомянутые чертежи и описание следует считать наглядными или примерными, а не ограничивающими; изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления. После изучения чертежей, описания и прилагаемой формулы изобретения, специалистами в данной области техники в процессе практической реализации заявленного изобретения могут быть разработаны и выполнены другие разновидности раскрытых вариантов осуществления.
В формуле изобретения, формулировка «содержащий» не исключает других элементов или этапов, и признак единственного числа (в виде неопределенного артикля в оригинале) не исключает множественного числа. Единственный элемент или другой блок может выполнять функции нескольких элементов, перечисленных в формуле изобретения. Очевидное обстоятельство, что некоторые признаки упомянуты во взаимно различающихся зависимых пунктах формулы изобретения, не означает невозможность применения комбинации упомянутых признаков в подходящем случае.
Компьютерная программа может храниться/распространяться на подходящем носителе, например, оптическом носителе данных или полупроводниковом носителе, поставляемом совместно с другими аппаратным обеспечением или в его составе, но может также распространяться в других формах, например, по сети Интернет или в других проводных или беспроводных телекоммуникационных системах.
Никакие ссылочные позиции в формуле изобретения не должны считаться ограничивающими объем изобретения.
1. Устройство (10) обработки сигналов для обработки данных электропроводности кожи пользователя (2), при этом устройство содержит:
- блок (11) ввода для приема сигнала данных электропроводности кожи, указывающего электропроводность кожи пользователя;
- блок (12) сегментации для сегментации сигнала данных электропроводности кожи на множество интервалов;
- блок (13) обнаружения пиков для обнаружения пиков в сигнале данных электропроводности кожи;
- вычислительный блок (14) для вычисления суммы амплитуд нарастающих фронтов обнаруженных пиков для каждого интервала;
- блок (15) анализа, выполненный с возможностью классификации пользователя как находящегося в некотором эмоциональном состоянии на основании нестационарного поведения упомянутых сумм амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала в течение дня, причем блок анализа выполнен с возможностью
- классификации пользователя как находящегося в болезненно утомленном состоянии, когда сумма амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала увеличивается в течение дня; и
- классификации пользователя как находящегося в нормально утомленном состоянии, когда сумма амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала уменьшается в течение дня;
причем блок (15) анализа выполнен с возможностью классификации пользователя (2) как находящегося в упомянутом эмоциональном состоянии на основании сравнения суммы амплитуд нарастающих фронтов одного или более интервалов в начале дня с суммой амплитуд нарастающих фронтов одного или более интервалов в конце дня;
и
- блок вывода, выполненный с возможностью вывода выходного сигнала, указывающего упомянутое эмоциональное состояние.
2. Устройство обработки сигналов по п. 1, в котором блок (15) анализа дополнительно выполнен с возможностью классификации пользователя (2) как находящегося в
- неутомленном состоянии, когда сумма амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала остается стабильной в течение дня и превышает первый порог (Th1); и/или
- недостаточно стимулированном состоянии пользователя, когда сумма амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала остается ниже упомянутого первого порога (Th1) в течение дня.
3. Устройство обработки сигналов по п. 1 или 2, в котором упомянутый сигнал данных электропроводности кожи указывает измерение электропроводности кожи пользователя (2) в течение всего дня.
4. Система (1) для повышения эффективности сна пользователя (2), при этом система содержит:
- устройство (10) обработки сигналов для обработки упомянутых данных электропроводности кожи по любому из пп. 1-3; и
- интерфейс (21) для предоставления пользователю рекомендации подготовки ко сну на основании эмоционального состояния пользователя (2).
5. Система по п. 4, дополнительно содержащая
датчик (21) электропроводности кожи для измерения данных электропроводности кожи пользователя (2).
6. Система по пп. 4, 5, в которой упомянутая система, по меньшей мере, частично сконфигурирована как носимое устройство (20, 80).
7. Система по любому из пп. 4-6, дополнительно выполненная с возможностью предоставления пользователю (2) упомянутой рекомендации подготовки ко сну за предварительно заданный временной интервал до времени отхода ко сну.
8. Система по любому из пп. 4-7, в которой упомянутая рекомендация подготовки ко сну содержит одно или более из стимулов, релаксирующей деятельности, физической активности, успокаивающей музыки, предложения ароматных запахов, приглушенного освещения и/или освещения, имеющего низкую цветовую температуру.
9. Система по любому из пп. 4-8, в которой система дополнительно выполнена с возможностью управления одним или более из источника (43) света, звукового устройства (42) и/или дозатора ароматизирующих веществ на основании эмоционального состояния пользователя (2).
10. Система по любому из пп. 4-9, в которой упомянутая рекомендация подготовки ко сну содержит длительность рекомендуемого периода расслабления, при этом длительность периода расслабления определяется на основании эмоционального состояния пользователя (2).
11. Система по любому из пп. 4-10, дополнительно содержащая датчик (20, 80) оценки сна, и при этом система выполнена с возможностью коррекции рекомендации подготовки ко сну на основании сигнала обратной связи из упомянутого датчика оценки сна.
12. Машиночитаемый носитель, содержащий компьютерную программу, содержащую средство программного кода для вынуждения компьютера обрабатывать данные электропроводности кожи пользователя, когда упомянутая компьютерная программа выполняется в компьютере, при этом способ содержит этапы, на которых:
- получают сигнал данных электропроводности кожи указывающий электропроводность кожи пользователя (101);
- сегментируют сигнал данных электропроводности кожи на множество интервалов (102);
- обнаруживают пики в сигнале данных электропроводности кожи (103);
- вычисляют сумму амплитуд нарастающих фронтов обнаруженных пиков для каждого интервала (104);
- классифицируют пользователя как находящегося в некотором эмоциональном состоянии на основании нестационарного поведения упомянутой суммы амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала в течение дня, (105),
- причем пользователя классифицируют как находящегося в болезненно утомленном состоянии, когда сумма амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала увеличивается в течение дня; и
- причем пользователя классифицируют как находящегося в нормально утомленном состоянии, когда сумма амплитуд нарастающих фронтов для каждого интервала уменьшается в течение дня,
причем упомянутая классификация основана на сравнении суммы амплитуд нарастающих фронтов одного или более интервалов в начале дня с суммой амплитуд нарастающих фронтов одного или более интервалов в конце дня.
